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数学建模的具体应用范文1
摘要:数学建模是一种利用数学思想解决实际问题的方法,通过抽象、简化建立数学模型,能近似刻画并“解决”实际问题的一种强有力的数学思想和教学手段。
关键词:数学建模;建模思想;数学教学
数学建模把现实生活中的问题加以提炼、简单,抽象成数学模型,并对该模型进行探究、归纳,利用所学数学知识、思想、方法验证它的合理性、再用该模型来解释或解决相应的数学问题的过程。
在数学教学(或解题过程)中引入数学建模思想,适当开展数学建模的活动,对学生的能力培养起着重要作用,也是数学教学改革推进素质教育的一个切入点。数学建模为我们提供了将数学与生活实际相联系的机会,提供了理论联系实际的平台,数学建模的过程,就是将数学理论知识应用于实际问题的过程。
一、数学建模思想的提出
随着素质教育不断深入,数学建模理念不断深化,提高数学建模教学势在必行。数学建模能力的培养,既能使学生可以从熟悉的问题情境中引入数学问题,拉近数学与实际生活的联系,激发学生学习数学的兴趣,又能培养学生的数学应用意识。
二、数学教学中应用数学建模思想的实际意义
(1)激发学生学习数学的兴趣
在教学过程中,设置问题情境,引导学生主动分析探究问题,鼓励学生积极展开讨论,培养学生主动探究实际问题的能力,能够从具体的实际问题中抽象出数学问题,建立数学模型,达到应用数学知识解决实际问题的功效。
(2)培养学生的应用意识和创新意识
通过数学建模教学,既可以培养学生的数学应用意识、巩固学生的数学方法,又可以培养学生的创新意识以及分析和解决实际问题的能力。
(3)数学建模教学改善了教和学的方式
数学建模使教学过程由以教为主转变为以学为主,突出学生大胆提出各种突破常规,超越习惯的想法和质疑,充分肯定学生的正确的、独特的见解,重视了学生的创新成果。
(4)重视课本知识的功能
数学建模应结合正常的教学内容逐步渗透,把培养学生的应用意识落实到平时的数学过程中,逐步提高学生的建模能力,达到“如何由思想转化为具体步骤”,而不是单纯地教步骤,教操作。
(5)加强数学建模思想在实际问题中的应用
要让学生学会建模,就必须从一些学生比较熟悉的实际问题出发,让他们有获得成功的机会,享受成功的喜悦,从而培养学生发现问题,转化问题的能力,逐步培养他们的建模能力。
三、数学建模思想应用的方式:
1、以教材为载体,重视基本方法和基本解题思想的渗透。
数学建模为培养学生的应用意识,提高学生分析问题解决问题的能力,教学中首先应结合具体问题,教给学生解答应用题的基本方法、步骤和建模过程,建模思想。
2、根据所学知识,引导学生将实际应用问题进行分类,建立数学模型,向学生渗透建模思想
为了增强学生的建模能力,在应用问题的教学中,及时结合所学章节内容,引导学生将实际应用问题进行分类使学生掌握熟悉的数学模型,发挥“定势思维”的积极作用,可顺利解决数学建模的困难。这样,学生遇到应用问题时,针对问题情景,就可以通过类比寻找记忆中与题目相类似的数学模型,利用数学建模思想,建立数学模型。
3、突破传统教学模式,实行开放式教学向学生渗透建模思想
传统的课堂教学模式通常是教师提供素材,学生被动地参与学习与讨论,学生真正碰到实际问题,往往仍感到无从下手。因此要培养学生建模能力,需要突破传统教学模式。
四、数学建模能力的培养:
数学建模应结合平常的教学内容切入,把培养学生的应用意识落实到教学过程中,使学生真正掌握数学建模的方法,培养学生的数学建模能力。
1、以课本知识为基础,培养数学建模能力
数学建模能力的培养是一个渐进的过程。因此,从七年级开始,应有意识地逐步渗透建模思想。课本每章开始都配有反映实际问题的插图,抽象出各章主要的数学模型,一般也是由实际问题出发抽象出来的,反映了数学建模思想。
2、以课堂教学为平台,培养数学建模能力
在课堂教学中想培养数学建模能力不是简单把实际问题引入,而应根据所学数学知识与实际问题的联系,在教学中适时地进行培养。
3、以生活性问题为基点,培养数学建模能力
大量与日常生活相联系的数学问题,大都可以通过建立数学模型加以解决。只要结合数学课程内容,适时引导学生考虑生活中的数学,会加深对数学知识的理解和运用,恰当地将其融入课堂教学活动中,会增强数学应用的信心,获得必要的应用技能。
4、以实践活动为媒介,培养数学建模能力
在平时的教学中,应加强实际问题的教学,使学生从自身的生活背景中发现数学、创造数学、运用数学,培养建模应用能力。
5、以相关学科为链接,培养数学建模能力
数学建模的具体应用范文2
关键词:数学建模 数学模型 数学应用
一、国内中学数学建模的研究现状
随着时代的进步和科技的发展,人们越来越觉得数学素质是一个人的基本素质的重要方面之一,而掌握和运用数学模型方法是衡量一个人数学素质高低的一个重要标志。受西方国家的影响,20世纪80年代初,数学建模课程引入到我国的一些高校,短短几十年来发展非常迅速,影响很大。1989年,我国高校有4个队首次参加美国大学生数学建模竞赛。现在这项竞赛已经成为一个世界性的竞赛。在美国大学生数学建模竞赛的影响下,1992年11月底,中国工业与应用数学学会举行了我国首届大学生数学建模联赛。从那以后,数学应用、数学建模方法、数学建模教学的热潮也迅速波及到中学,使得我国有关中学数学杂志中,讨论数学应用数学建模方法、数学建模教学的文章明显多了起来。1996年9月北京市数学会组织了一部分中学生参加了“全国大学生数学建模大赛”,取得了意想不到的好成绩,赢得了评审人员、教师等有关人士的一致好评。这些竞赛与常规的数学竞赛很不一样,题目内容与生产和生活实际紧密相连,可以使用参考书和计算工具,都是要通过建立数学模型来解决实际应用问题。这也说明中学生能否进行数学建模并不在于是否具备高等数学知识,运用初等数学知识仍然可以进行数学建模,甚至有时能把问题解决得更好。
在我国,中学真正开展数学建模的时间并不长。最早进行中学数学建模的城市是上海市。1991年10月,由上海市科技局、上海工业与应用数学学会、上海金桥出口加工联合有限公司联合举办了“上海市首届‘金桥杯’中学生数学知识应用竞赛”的初赛,并于1992年3月举行了决赛。以后每年进行一次,主要对象是高中学生。这项竞赛参加者最多时达到了四千多人,在培养中学生数学应用意识和数学建模能力方面起到了重要作用,也为我国其他地区举办中学生数学应用与建模竞赛起了一个带头作用。
北京市于1993年到1994年也成功举办了“北京市首届‘方正杯’中学生数学知识应用竞赛”,有两千多人参加了竞赛。与此同时,举办者开始尝试让中学生写数学建模的小论文,学生所写的小论文让举办者和教师大为吃惊。到1997年北京市教委从中学数学教育改革,特别是从应试教育向素质教育转变的角度出发,批准恢复了一年一度面向高中学生的竞赛。北京市成立了由北京市数学会、北京市教委科教院、人民教育出版社、北京师范大学、首都师范大学联合组织的“高中数学应用知识竞赛”咨询委员会和组织委员会,由北京数学会作为具体承办单位,并于1997年12月举办了“第一届北京市高中数学知识应用竞赛”初赛,并于1998年3月进行了决赛,至今成为惯例,已成功举办了十一届。
2000年8月,第七届全国数学建模教学与应用会议在郑州召开。会议安排了有关中学数学应用和建模的报告。比如,北京理工大学的叶其孝教授和北京师范大学的刘来福教授分别作了题为“深入开展中学生数学知识应用活动”和“北京中学生数学知识应用竞赛”的报告。特别值得提出的是,在这次会议上,第一次有中学教师参加。
2001年7月29日至8月2日,第十届国际数学建模教学与应用会议在北京举行。会议的研讨包括“中学数学知识应用竞赛和中学数学教育改革”的报告和研讨会。部分中国与会者还就“大、中学数学建模教学活动和教育改革”,“美、中大学生数学建模竞赛赛题解析”进行了交流。我国的一些中学教师在会上作了有关中学数学建模的报告,引起了与会者的强烈反响。所有这些都为进一步推动我国的数学建模教学活动创造了良好的条件。
教育部2003年颁布的《普通高中数学课程标准(实验稿)》把数学建模纳入了内容标准中,明确指出“高中阶段至少应为学生安排一次数学建模活动”,这标志着数学建模正式进入我国高中数学,也是我国中学数学应用与建模发展的一个里程碑。
二、国内中学数学建模教学的特点
中学数学建模教学在国内的研究现状,概括起来有以下几大特点:
1.数学课程标准中对数学建模已经有了明确的要求:(1)在数学建模中,问题是关键。数学建模的问题应是多样的,应是来自于学生的日常生活、现实世界、其他学科等多方面的问题。同时,解决问题所涉及的知识、思想、方法应与高中数学课程内容有联系。(2)通过数学建模,学生将了解和体会解决实际问题的全过程,体验数学与日常生活及其他学科的联系,感受数学的实用价值,增强应用意识,提高实践能力。(3)每一个学生可以根据自己的生活经验发现并提出问题,对同样的问题,可以发挥自己的特长和个性,从不同的角度、层次探索解决的方法,从而获得综合运用知识和方法解决实际问题的经验,发展创新意识。(4)学生在发现和解决问题的过程中,应学会通过查询资料等手段获取信息。(5)学生在数学建模中应采取各种合作方式解决问题,养成与人交流的习惯,并获得良好的情感体验。(6)高中阶段应至少为学生安排一次数学建模活动。还应将课内与课外有机地结合起来,把数学建模活动与综合实践活动有机地结合起来。
2.在各大师范院校为本科生、研究生开设选修或必修的“中学数学建模”课程的同时,奋战在一线的中学数学教师也开始投身中学数学建模的实践和研究中。
苏州大学数学科学学院的徐稼红教授从1997年开始,为师范毕业班开设了“中学数学建模”选修课,该课受到学生的普遍欢迎和重视,学生反映这门课开得及时,是将中学数学与实际应用紧密联系的一门好课。期间,还为中学数学教师开设“中学数学建模”讲座,也得到了中学老师的充分肯定与好评,对促进中学数学应用的教学起到了积极的推动作用。徐稼红教授还就开设“中学数学建模”课程的意义、教学方法和教学基本内容作了深入探讨和研究。并且在实践中得出结论:“高师数学系设置中学数学建模课程既是必要也是可行的,它是提高高师学生的数学素养,培养未来合格教师的一条重要途径,也是加强高初结合值得探索的一个方向。”
河北师范大学的张硕和杨春宏运用循序渐进的教学原则将中学数学建模能力的培养分为初级、中级和高级三个阶段,对应建模能力将建模题目也分为了三个层次。并指出:“建模能力和建模题目的等级划分不是绝对的,在一定条件下是可以相互转换的。因此,不同类型的中学应该根据各自学校的具体情况,努力研究数学建模教育自身的发展规律,让不同能力阶段的学生,通过开展数学建模活动,得到学数学、用数学的实际体验,培养学生勤于思考,勇于探索的勇气与敢为人先的精神,从而达到全面提高学生素质、增长学生才干的目的”。
北京市数学会从1994年起,组织了“中学数学教学改革和数学建模”讨论班,每两周活动一次,参加讨论班的有不少大学的教授、研究生和几十位中学教师。在市教委教研部和教材编审部的支持和组织下,讨论班的教师开设了多次全市范围的数学建模的公开课和专题讲座,正式出版了数学知识应用的课外活动教材。首都师范大学的数学教育的研究生课程班和一些区县的教师进修学校的数学教师继续教育班,也把数学建模作为必修课。
我国部分中学数学教师也在孜孜不倦地对数学应用与建模的实践进行着有益的探索。比如,北大附中的张思明老师从1993年开始在所教的班的数学教学中渗透数学建模的思想和方法。主要做法是:在课堂教学中,让学生了解所学知识的应用背景,让学生接触并解决一些有真实感的应用问题。在课外活动中为学生介绍一些数学建模的实例,设计了多种形式的数学活动,引导各种水平的学生进行用数学解决生活中实际问题的实践。张思明著的《中学数学建模教学的实践与探索》(1998年)和《数学课题学习的实践与探索》(2003年)两本书,就中学数学建模的内容、意义、开展方法和实例分析作了深入探讨,为一线教师提供了有力参考。2000年,四川省邻水二中在苏州大学武茂庆的指导下,以冯永明、张启凡和刘凤文为代表的数学教师开展了中学数学建模教学与应用的研究和实践。他们以教材为载体,以改革活动方法为突破口,以小组为单位开展建模活动,从生活中的数学问题出发,强化应用意识;从社会热点问题出发,介绍建模方法;通过实践活动或游戏中的数学,从中培养学生的应用意识和数学建模应用能力;以数学建模为手段,激发了学生学习数学的积极性、相互合作的工作能力;以数学建模为核心,培养了学生的动手能力和创新精神,取得了较好的成绩。并在数学通讯和数学教育学报上发表多篇文章总结经验。还有不少教师就中学数学建模的教学原则、教学策略、常见模型、作用和意义等方面进行深入的研究。
3.中学数学建模教学的具体实施困难重重。主要原因有:(1)数学课程标准没有对数学建模的课时和内容作具体安排,也没有统一的教材和规定,这就让一线教师在具体实施过程中漫无边际,无从下手。(2)专门针对中学数学建模的研究起步比较晚,一大批的中学教师在大学期间并没有接受过这方面的教育,对数学建模概念、建模意识、建模意义都很模糊。(3)相应的评价体系并没有建立,在高考的压力面前,学生也不愿花费精力进行建模。
参考文献
1.严士健,张奠宙,王尚志.普通高中数学课程标准(实验)解读[M].南京:江苏教育出版社,2004.
数学建模的具体应用范文3
关键词:高职院校 高等数学 建模思想 应用策略
高等教育的改革必须从课程改革中入手,而对于高职院校的高等数学课程来说,在践行素质教育、能力教育的号召下,引入高等数学建模思想是促进学生更好的认识和应用数学的有效途径。为此,展开高等数学建模思想的研究,对于满足学生的数学学习愿景具有重要的意义。本文将结合高等数学在课堂教学中的具体实践,从数学知识的衔接上展开探讨,分析建模理论知识,并对改进高等数学的教学方法提出一些建议和想法。
一、高等数学对于学生素质教育的作用和意义
高等教育作为普通教育的进一步延伸和提高,对于培养学生的知识素养和能力结构具有重要的支撑作用,特别是高等数学的学习,将数学的思想和方法作为工具来指导学生的实践,培养数学的思维模式和分析能力,对于提升学生的综合素质具有不可替代的作用。长期以来,对于高等数学的课堂教学都是从基本的教材内容中进行适当的压缩和提炼,对学生知识的积累和应用没有明确的要求和考核,缺乏对学生高等数学能力的有力培养。
二、建模思想在高等数学教学中的重要性
数学建模理论主要是结合实际应用来分析实际问题,并将问题转化为数学模型的过程,通过对数学模型的解决来实现对实际问题的解决,在实践应用中,数学建模理论具有重要的现实意义。通常情况下,对于一些特定的问题,通过进行重要的假设,运用变量或代数来借助于一定的数学理论和公式,来对实际问题营造出一个数学结构,不仅能够对产生问题的原因进行一定的预判或未来趋势的发展进行定位,还能从中推导出有利于解决实际问题的决策和控制条件,比如我们用到的牛顿万有引力定律就是数学建模思想的经典。为此,随着现代工业技术的兴起,对计算机技术的广泛应用,都是建立在数学的应用基础之上的,数学建模时代的到来为我们提出了新的要求。
1.数学建模思想的应用有助于促进高等数学的课程改革
高职院校的培养目标在于提高学生的职业素养和应用能力,特别是与生产实践相联系的专业学科,加强对数学建模思想的应用,对于提高学生的综合应用能力,推动高等数学课程改革具有重要意义。知识在于应用,高等数学同样离不开应用环节,为此,在课堂教学中,教师要善于从高等数学知识体系中,提炼出有效的数学模型,以促进学生从建模过程中开阔数学视野,同时,从对数学工具的应用中,来提高学生动手能力和实践能力。
2.数学建模思想的应用有助于培养高素质复合型人才
数学建模思想不仅仅是利用数学理论来解决实际问题,更重要的是通过数学建模的过程,有助于培养学生的思维能力和创新能力,从抽象的问题中提炼出数学模型,复杂的思维逻辑中整理出有效的解决问题的途径和方法。正是因为数学建模思想对人才的培养具有重要的促进作用,国际数学建模竞赛的广泛推广为更多的学生能够从自身学科出发,结合工程技术、管理科学等来加以分析,并通过小组合作、探讨,通过相应的假设、构建、求解等环节来推导出结果,并对结果进行检验和分析,以促进数学模型的改进。数学建模竞赛的开展,为学生提高高等数学的学习兴趣也起到了促进作用。
3.数学建模思想的应用有助于开阔学生的知识面
数学建模理论因其涉及的知识面广,在对具体实际问题进行构建时需要从多种学科进行链接知识,而单纯依靠数学知识是难以实现对问题的全面分析和有效解决的。为此,结合高等数学的知识特点,展开对建模思想和方法的学习和应用,从生物、化学、物理、经济、管理等学科进行吸收有益的知识来补充到数学模型的构建体系中,通过线性比较、生态模型、概率统计、图论、计算机仿真、层次模型比较等方法,让学生从中感受到了知识的多样性和丰富性,也激发了学生从建模的过程中,加深了对知识的认识和理解,为促进学生养成自主学习的习惯奠定了基础。
4.数学建模思想的应用有助于培养学生的创新能力
数学建模思想是一种思维能力的训练过程,不仅需要学生从基本的知识点中来寻找相关知识的联系,也需要从实际问题中通过思维创新来提高解决数学问题的能力。在高等数学课堂教学中,对数学建模思想的分析和融入,能够触发学生对数学知识的原始性冲动,并在思维的过程中,将实际问题抽象出数学的模型,进而实现对学生的观察能力、分析能力、以及综合能力的训练。在建模思想的运用中,需要学生从实践中来体验思想的深刻性和灵活性,对于不同的抽象模型所解决的不同问题,也需要学生从自身出发,来培养学生的独立思考能力,进而在探索的过程中形成创新能力。
四、总结
高等数学作为高等教育中的一门基础课程,对于培养学生的分析能力和思维能力具有很好的促进作用,尤其是引入数学建模思想,将数学的应用性和实践性作为数学建模的基本能力,为此,可以帮助学生从错综复杂的实际问题中,逐步养成深入思考的习惯,明确数学思想的本质,以充分发挥学生的想象力和实践能力,为学生在未来的实际工作中养成良好的思维习惯奠定基础。
参考文献:
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关键词:数学建模;高职数学;重要性
在高职数学教学过程中有效地运用数学建模竞赛是推进现代化数学教学发展的一项重要内容,其对于学校教学理念的转变、加强数学教学内容方法的改革、构建专业化数学教师团队的发展以及深化学生科技活动的创新具有重要意义。
一、推进高职数学教学理念的转变
随着社会化分工的精细化以及高职学校自身的发展,现在的高等职业技术学校不同于一般的高中教学,其教学任务重在培养面向生产、建设、管理、服务等一线的高技能型的人才,教学的核心在于提高学生的实际处理问题的能力以及创新能力。其中在高职学校数学教学过程中,其最终的目标就是要培养学生对于数学的具体实践意识、动手能力以及具有开创性的活动能力,在新时期对于高职数学专业的学生提出新理念和要求的情况下,在数学教学过程中引进“数学建模竞赛”这一活动,完全突破了传统的重理论教学的数学教学模式,取而代之的是以数学的实际应用能力为核心的数学教学理念。具体来说,数学建模竞赛在教学活动中的有效解决能够让这些学生充分认识到将知识学以致用的目的,与此同时,通过对数学建模竞赛问题的解决可以有效地激发学生对于以后就业、创业的信心和提高这些学生处理问题的逻辑思维能力。可以说,在运用了数学建模竞赛课堂的数学教学中,那些高职学生的数学思维能力会有一定程度的提高,其对于高职学生学习数学应该掌握的应用知识以及具体的学习思路都会有很大程度的改变,在通过参加数学建模竞赛的过程中逐渐地转变自身对于数学学习的理念,进一步提高学生对于数学学习的具体应用能力。
二、加强高职数学教学内容、方法的改革
数学建模竞赛的发展使其更加具有生活性,通常情况下,数学建模竞赛中的内容都是来自于现实中的工程技术以及在管理科学实践过程出现的具体问题,随着数学建模体系和规模的发展,现在的这些竞赛中所涉及的试题质量更加真实、范围幅度也更广泛。从高职数学本身的属性来说,对于基本数学知识的掌握是最基础的,只有这样才能为后期专业课程以及实际问题的解决提供良好的支持。而数学建模竞赛的内容正好是来自于各个不同的学科,只是通过相关的处理之后转化为了数学问题,那么这些高职学生在处理这些建模竞赛中的具体问题时,无外乎通过三种情况对数学进行建模:根据具体数据变化趋势对其进行整合;把在导数应用中所求得的极大值或者极小值作为最优化方法;通过使用一阶微分方程建立简化的数学模型。不难发现,这些对数学进行建模的内容和方法也是在今后的数学实践处理过程中,需要经常用到的知识,但是在原来高职学校数学教学的过程中,通过数学建模竞赛就已经把这些知识贯穿到其教学活动中,其不仅能提高高职数学教学内容的质量,而且也为这些学生学习和应用具体的数学知识提供了更好的方法,可以有效地促进高职数学教育事业的发展。
三、构建专业化数学教师团队的发展
从目前数学建模竞赛中所包含的题目来看,有很多赛题都是来自于实践生活中的科研活动,这种选题的方式,一方面提高了数学建模竞赛的真实性和有效性,另一方面也在一定程度上为高职数学教学的教师带来了挑战,在这种情况下,这些教师不仅必须不断地更新自身的知识库,还要对数学建模的方式以及相关软件的应用进行学习和应用,才能对高职学生数学知识的学习进行指导。具体来说,融入了数学建模竞赛的数学教学模式,其数学教师在教学的实践过程中由原来的知识讲解转变为了教学具体活动的引导者,他们在进行具体课程的教学之前,必须对其教学任务和教学内容录制成为“微课”或者“慕课”的形式,从而为学生学习数学建模的知识提供更多更好的机会,但这也使得这些教师必须对这些内容进行专业化的理解和体会,从而转化为更易让学生学懂的各种学习内容和具体的学习形式。与此同时,在进行数学教学的课程上,这些教师还要为学生解决数学建模竞赛中遇到的问题进行答疑,构建一种具有研讨氛围的课堂模式;在课后,相关的数学教师也要为学生布置或者引导学生解决一些项目任务,形成课前、课中、课后一体化的引导体系,在这其中通过有效数学建模竞赛这一载体,为专业化的数学教师队伍的培养提供了有效的平台。
四、促进学生科技活动创新性的进行
一般情况下,对于数学建模竞赛中那些来自于实践生活中、工业以及其他行业中的具体问题,都要求高职学生在限定的时间内提出具体解决的方案和途径,时间通常情况下是三天,因为时间比较短,很多时候学生想到的很多其他的想法并不能统一付诸实践,所以,可以把数学建模竞赛作为数学教学课后继续学习研究的课题,这对于高职学生进行创新性活动具有重要的推动作用。从近几年高职学校参加数学建模竞赛人数的变化来看,其数量逐年获得了增加,而且其获得的成绩也有了一定的提高,这些参加过数学建模竞赛的高职学生一般都已经具备了不同程度的科研意识和创新意识,在此基础上,在高职学校通过开展高职科技创新项目活动,可以更进一步地探索和挖掘这些高职学生的创新才能,与此同时,通过拓展数学建模其他相关活动的进行,如,构建第二课堂、开展数学建模讲座、组织数学建模培训班以及构建数学建模的具体方式等活动,都可以推动数学建模竞赛在高职数学教学中的应用价值,进一步促进这些高职学校学生对创新性科技活动的积极性和创新成果。
总之,在高职数学教学过程中,引入数学建模竞赛是顺应现代高职学校数学教学发展的需要,通过对数学建模竞赛进行有效的运用,不仅可以提高学生学习数学知识的各种能力,而且对于高职数学教学的改革以及专业化教师队伍的建设都有很重要的意义。
参考文献:
数学建模的具体应用范文5
关键词:高校;数学;建模方法;教学;策略;研究
1高校数学建模方法的教学现状分析
1.1课堂教学尚未脱离传统思想
从我国高校数学课堂教学的现状来看,传统的教学理念始终束缚着老师们的思想,他们在数学建模课程的讲解中,仍旧以讲授为主,以理论化的学习为基础,给予高校学生最多的教学理念仍旧是灌输式教学,这种教学模式是当代大学生综合能力的培养与提高的枷锁,更让数学建模方法不能在实践中得到具体的应用。
1.2教学策略缺乏个性化选择
进行数学建模的方法多种多样,每一种方法都具有不同的应用范围,能解决不同的问题,只有对不同的建模方法采用不同的策略进行课堂教学,才能让学生更容易吸引和掌握。
2数学建模方法的教学策略
2.1建模方法的多重联合性
多重联合不仅可以让大学生把多种数学建模方法进行联系与融合,还能通过它们相互之间的关联性而进行有机的组合,在实际的问题解决中发挥出建模方法的最大效用。
2.2建模方法的阶级递进
虽然数学建模方法是一个实现数学知识与实践应用相结合的工具,是需要大学生们熟练掌握和娴熟运用的,但在实际的教学过程中,因为每个学生的资质不同,接受知识的快慢也不一样,再加上他们智力水平的差异性,对于数学建模方法接收的程度也会受到影响。而老师要想让每个学生都能达到数学建模合理运用的目的,就必须要掌握每一位学习的特点,从他们的数学实际出发,因材施教,阶级递进,这样才能让各个阶层的学生都能够得到锻炼和提高。而且数学建模的过程本身就是一个比较抽象的过程,对于初学者来说,会觉得非常的困难,只有掌握了建模的意义和过程,才能在实践应用中慢慢的去领会,继而达到实际运用的效果。
2.3建模方法的交叉设计
数学建模方法教学的目的就是要解决生活当中的实际性问题,所以在进行建模方法的学习时,一定要把现实情境与理论知识交叉进行学习,因为离开了实际问题的数学模型毫无用武之地,只有把模型知识应用到具体的问题情境当中,才能让它发挥作用,才能让大学生们对数学建模的学习更感兴趣,促进他们综合能力的提升。
2.4建模方法的实践应用
数学建模的具体应用范文6
[关键词]数学应用 数学模型 创新意识 实践能力
《普通高中数学课程标准》上提到“当今知识经济时代,数学正在从幕后走向台前,数学与计算机技术的结合使得数学能够在许多方面直接为社会创造价值。”而高中数学新课程明显使学生能够体验到数学在解决实际问题中的作用、数学与日常生活的密切联系,以及与其他学科的关联,能使学生逐步形成并发展数学的应用意识,提高解决实际问题的能力。
下面我就自己的教学体会,简单阐述新课标下如何将实际问题进行数学模型化教学的。
咱们江苏新课程标准中说明数学建模已经成为不同层次数学教育重要和基本的内容,也明确提出要切实培养学生解决实际问题的能力,要求增强应用数学的意识,能初步运用数学模型解决实际问题。这不仅是数学本身发展的需要,也是社会发展的需要。
数学模型,指的是对现实原型为了某种目的而作抽象、简化的数学结构,它是使用数学符号、数学式子及数量关系对原型简化而本质的刻画,比如方程、函数等概念都是从客观事物的某种数量关系或空间形式中抽象出来的数学模型。关于原型进行具体构造数学模型的过程称为数学建模。如二次函数就是一个常用的数学模型,很多数学问题甚至实际问题都可以转化为二次函数来解决。我们的数学建模教学就是灵活综合地运用数学知识来处理和解决实际问题,因而它是问题解决的重要方面。建模思想强调的就是在解决实际问题时,首先应有数学建模的自觉意识或观点,这实际上就是数学知识的应用意识。
数学建模可以通过以下框图体现:
实际情境提出问题数学模型
检验实际解数学结果
在数学建模中,问题是关键,这些问题来自于日常生活、现实世界其他学科等多方面。而培养学生运用数学模型解决实际问题的能力的关键就是把实际问题抽象成数学问题,这不但要求学生有一定的抽象能力,而且要有一定的分析、综合能力。而学生的这些能力的获得不是一天两天就能完成的,需要把数学建模意识贯穿在教学的始终,也就是要不断地进行引导学生用数学思维的观点去观察、分析问题,教会学生从各种复杂的具体问题中抽象出我们所熟悉的数学模型,从而用数学模型来解决实际问题。
在进行数学建模教学时教师可以根据教材的具体内容,以及针对学生实际情况提出一些问题并供学生选择;或者提供一些实际情景,引导学生提出问题;特别要鼓励学生从自己生活的世界中发现问题、提出问题。教师要尽可能创设有趣、形象,而又能引起学生积极主动参与的学习情境。如在学习正弦定理、余弦定理后,我带领学生去学校东边复新河,在河的西岸不过河进行设计测量方案,测量河对岸的那棵最高的杨树的高度,河东岸两颗大树之间的距离以及河坝前后两棵梧桐树之间的距离,以及在河两岸架桥的长度问题。在现场说出各种测量方案,回到教室后写出具体测量方案与求解思路,以及求解结果。这样让学生从不同的角度构建数学模型解决实际问题,以培养他们的实际应用能力,同时学生也学会了独立思考、分工合作、交流讨论、寻求帮助,并获得良好的情感体验。在学习数列第一节前,我用自习课时间给学生播放《国王赏赐》的故事,细胞分裂现象以及84年以来奥运会上我国所获金牌的情况。让学生在看片的同时构建数列的概念,同时让学生预测2012年的伦敦奥运会上,我国将获得几枚金牌。这样既培养了学生从实际生活中构建数学模型的能力,又激发了他们的爱国热情。
我们作为数学教师一定要随时留意数学建模的实际应用,比如现在时兴的贷款买房问题,怎样还贷才能更省钱,自己算过后,可以把问题投影给学生,让学生帮助解决。这样学生感到老师请教他们问题了,情绪也能高涨,感兴趣地去想着解决出来。这样无形中就把中学数学知识应用于现实生活了。同时也保持了与教材同步。
经常与教材同步引入数学模型问题来激发学习的兴趣,如在讲正弦定理的证明时,通过构造三角形面积模型、圆内接三角形模型、向量模型、转化为直角三角形模型及坐标模型等。在讲过正弦定理、余弦定理后的解决的一些测量距离与高度问题等。又如在学过等差数列后解决的剧场座位数问题,学过等比数列后来解决储蓄问题、信用贷款问题等等。另外,还有立体几何、统计和线性规划等等实际应用的数学模型。要经常这样随时渗透建模意识,这样通过教师的潜移默化,学生可以从各类大量的建模问题中逐步领悟到数学建模的广泛应用,从而激发学生去研究数学建模的兴趣,提高他们运用数学知识进行建模的能力,增强应用意识,提高实践能力,有利于扩展学生的视野。
高中数学课程明确提出应注重提高学生的数学思维能力,而数学思维能力在形成理性思维中发挥着独特的作用。在学习数学和运用数学解决实际问题时,不断地经历直观感知、观察发现、归纳类比、空间想象、抽象概括、符号表示、运算求解、数据处理、演绎证明、反思与构建等思维过程。而这些过程是数学思维能力的具体体现,有助于学生对客观事物中蕴涵的数学模式进行思考和做出判断。
经常进行数学建模的训练,有助于学生体验数学在解决实际问题中的价值和作用,体验数学与日常生活和其他学科的联系,体验综合运用知识和方法解决实际问题的过程,有助于激发学生学习数学的兴趣,发展学生的创新意识和实践能力。
参考文献
[1]普通高中《数学课程标准》2003年第1版
[2]沈文选编著《数学建模》湖南师大出版社,1999年7月第1版。